JP3948250B2

JP3948250B2 - Connection method of printed wiring board

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Publication number: JP3948250B2
Application number: JP2001335181A
Authority: JP
Inventors: 眞戸谷; 明也東田; 裕樹宮川
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-10-31
Filing date: 2001-10-31
Publication date: 2007-07-25
Anticipated expiration: 2021-10-31
Also published as: JP2003142822A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線基板の接続方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、熱可塑性樹脂からなるフレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）とマザー基板との接続方法として、例えば特開２００１−１１１２０９号公報に開示される方法が知られている。この接続方法によれば、先ず図７に示すように、ＦＰＣ５０に形成した導体パターン５１とマザー基板５５に形成した導体パターン５６とのそれぞれの接続端子部分をはんだペースト５４を介して重ねる。なお、このとき、それぞれの基板の導体パターン５１，５６を覆うようにソルダーレジスト５２，５７が形成されていても、形成されていなくとも良い。
【０００３】
そして、両基板の接続箇所に対し、熱圧着ツール６０によってＦＰＣ５０を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移点以上に加熱するとともに圧力を加える。これにより、はんだを介してそれぞれの導体パターン５１，５６同士が電気的に接続されるとともに、熱可塑性樹脂が軟化してマザー基板と密着し、両基板５０，５５が接続される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の接続方法では、図８（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、熱圧着ツール６０の押圧範囲及びその近傍のＦＰＣ５０が極端に変形する。なお、図８（ａ）は、図７におけるＦＰＣ５０を下方から見た平面図であり、図８（ｂ）は、両基板５０，５５を接続した際の図８（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面図、及び図８（ｃ）は、両基板５０，５５を接続した際の図８（ａ）のｃ−ｃ線に沿った断面図である。
【０００５】
熱圧着ツール６０が押圧する両基板の接続箇所では、ＦＰＣ５０の厚さが薄くなり、その周囲近傍では、熱圧着ツール６０により押し出された樹脂により樹脂溜まり５８が発生して、ＦＰＣ５０の厚さが厚くなる。その結果、ＦＰＣ５０に繰り返し外力が加わった場合、ＦＰＣの厚さが厚い部分は曲がり難いため、その厚さが変化する付近の厚さの薄い部分に集中して曲げ応力が加わり、配線の断線等が生じてしまう。
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点を鑑みてなされたもので、ＦＰＣの曲げ耐性を向上することが可能なプリント配線基板の接続方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のプリント配線基板の接続方法は、絶縁基板材料として熱可塑性樹脂を用いた第１のプリント配線基板上に、接続端子としてのランドを含む導体パターンを形成する工程と、
第１のプリント配線基板と接続される第２のプリント配線基板上に、接続端子としてのランドを含む導体パターンを形成する工程と、
前記第１のプリント配線基板の導体パターンのランドと前記第２のプリント配線基板とのランドとの少なくとも一方にはんだを塗布する工程と、
前記第１のプリント配線基板の導体パターンのランドと前記第２のプリント配線基板の導体パターンのランドとが重なるように配置して、前記第１及び第２のプリント基板の接続箇所に対して、熱圧着ツールによって前記第１のプリント配線基板を構成する前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上に加熱するとともに圧力を加えて、前記第１のプリント配線基板の導体パターンのランドと前記第２のプリント配線基板の導体パターンのランドとをはんだを介して電気的に接続するとともに、前記第１のプリント配線基板を構成する熱可塑性樹脂を軟化変形させ、前記第２のプリント配線基板に密着させる工程とを備えたプリント配線基板の接続方法において、
前記熱圧着ツールによって前記熱可塑性樹脂を軟化変形させる際、前記熱圧着ツールはＳＵＳ板を介して前記第１プリント配線基板に当接されるとともに、前記ＳＵＳ板は第１プリント配線基板の延在方向側に放熱板を設けることにより第１のプリント配線基板の延在方向側全体を冷却することによって、前記第１のプリント配線基板の厚さを、前記熱圧着ツールの当接部位から第１のプリント配線基板の延在方向に向かって徐変させることを特徴とする。
【０００８】
このように、熱圧着ツールによって熱可塑性樹脂を軟化変形させる際、熱圧着ツールはＳＵＳ板を介して前記第１プリント配線基板に当接されるとともに、ＳＵＳ板は第１プリント配線基板の延在方向側に放熱板を設けることにより熱圧着ツールの第１のプリント配線基板の延在方向側全体を冷却しているため、熱圧着ツールの第１のプリント配線基板の延在方向側における熱可塑性樹脂の過度の変形を抑制できる。この結果、熱圧着ツールの当接部位においても第１のプリント配線基板の厚さが過度に薄くなることがなく、また、熱圧着ツールの当接部位の、第１のプリント配線基板の延在方向側の境界付近に樹脂溜まりが発生することを抑制できる。従って、第１のプリント基板の厚さは、熱圧着ツールの当接部位から第１のプリント配線基板の延在方向に向かって徐々に変化（増加）する。このため、第１のプリント配線基板に外力が加わった場合でも、プリント配線基板の厚さが薄い部分に曲げ応力が集中することを防止できるため、フレキシブルプリント配線基板である第１のプリント配線基板の曲げ耐性を向上できる。
【０００９】
請求項２に記載したように、第１のプリント配線基板のランドを除く導体パターン上に保護膜を形成する工程をさらに備え、導体パターンは、複数本の導体線を有し、各導体線は、第１のプリント配線基板の延在方向に沿って並行に形成され、保護膜は、導体線を覆うと共に、接続箇所における少なくとも１部の導体線間の第１のプリント配線基板表面を露出させるように形成されることが好ましい。両基板の接着後において、導体パターン及び保護膜が形成されない分だけ、導体線間の第１のプリント配線基板の膜厚は厚くなる。その膜厚の厚い部分が第２のプリント基板の表面に密着して、両基板が接続されると、曲げ応力の加わる部位が、第１のプリント基板の厚さが薄くなる傾向にあるランド付近から、第１のプリント配線基板の延在方向へ移動する。そして、その第１のプリント配線基板に対し曲げ応力が加わる部位に基板厚さの厚い部分を設けることができるので、さらに第１のプリント配線基板の曲げ耐性を向上することができる。
【００１０】
請求項３記載のように、第２のプリント基板上の導体パターンは、基板先端部から所定距離離れた位置において導体パターンが終端するように形成されており、当該導体パターンが形成されていない基板先端部が、導体線間において露出される第１のプリント配線基板表面と密着されることが好ましい。このように構成すると、第１及び第２のプリント配線基板間の接着面積を十分に取ることができるとともに、確実に基板厚さの厚い部分で曲げ応力を受けることができる。
【００１１】
請求項４記載のように、熱圧着ツールの第１のプリント基板先端側の端部をＲ形状として、熱圧着ツールが第１のプリント基板に圧力を付与する際に、第１のプリント基板先端側よりも中央部分に対応する部位に大きな圧力が付与されるように構成すると、余剰はんだの逃げスペースを設けることができる。
【００１２】
また、請求項５に記載のプリント配線基板の接続方法は、熱可塑性樹脂と熱圧着ツールとの間に介在するＳＵＳ板の第１プリント配線基板の延在方向側に傾斜部を設け、傾斜部に沿わせて所定の高さに放熱板を保持するように構成する。それにより、樹脂溜まりの発生を確実に防止することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態における第１のプリント配線基板と第２のプリント配線基板との接続方法を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１おいて、第１のプリント配線基板であるフレキシブルプリント配線基板１は、基板材料として、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂を６５〜３５重量％とポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂を３５〜６５重量％含む熱可塑性樹脂（＠ＰＥＥＫ）が使用されている。この熱可塑性樹脂は、ガラス転移温度以上の温度において軟化し、その弾性率が低下する。
【００１９】
フレキシブルプリント配線基板１には、導体パターンであるＣｕパターン２が形成され、このＣｕパターン２の端部には、接続端子としてのランド２ａが形成される。図２（ａ）は、フレキシブルプリント配線基板１を図１の下方から見た場合の平面図である。図２（ａ）に示すように、Ｃｕパターン２は、フレキシブルプリント配線基板１の長手方向（延在方向）に並行に延びる複数の配線を有し、その複数の配線のそれぞれの端部がランド２ａとして機能する。
【００２０】
ランド２ａを除いて、Ｃｕパターン２は保護膜としてのソルダーレジスト５によって被覆されている。このソルダーレジスト５は、例えば、変性エポキシ樹脂を主成分として、さらにフィラー、有機溶剤、硬化剤等を添加して構成される。さらに、ソルダーレジスト５は、Ｃｕパターン２を被覆するとともに、一部のＣｕパターン２間のフレキシブルプリント配線基板１の表面を露出するように形成されている。
【００２１】
一方、第２のプリント配線基板であるリジッドプリント配線基板３は、その絶縁基板材料として、例えばガラス布基材エポキシ樹脂を使用することができる。リジッドプリント配線基板３の上面にも、導体パターンとしてのＣｕパターン４が形成されている。このＣｕパターン４は、フレキシブルプリント配線基板１のＣｕパターン２の複数の配線に対応して、複数の配線を有する。また、Ｃｕパターン４は、リジッドプリント配線基板３の端部から所定距離離れた位置において終端するパターンを有し、その端部がランド４ａとして機能する。このランド４ａを除いて、Ｃｕパターン４は保護膜としてのソルダーレジスト６によって被覆されている。
【００２２】
ランド２ａにははんだメッキ７が施されており、一方ランド４ａにははんだレベラー８が形成されている。これらはんだメッキ７及びはんだレベラー８を介して、ランド２ａとランド４ａとを接続することにより、Ｃｕパターン２とＣｕパターン４とが電気的に導通される。なお、はんだは、ランド２ａとランド４ａとの少なくとも一方に形成されれば良く、その形成方法も任意である。また、本例では、はんだとして、錫−鉛の共晶半田を用いており、その融点（溶融温度）は１８３℃である。
【００２３】
次に、第１のプリント配線基板であるフレキシブルプリント配線基板１と第２のプリント配線基板であるリジッドプリント配線基板３との接続するための各工程を説明する。
【００２４】
まず、リジッドプリント配線基板３上にＣｕパターン４を形成する。このとき、Ｃｕパターン４は、リジッドプリント配線基板３の接続面先端部には形成されず、リジッドプリント配線基板３はその先端部においてガラスエポキシ樹脂が露出される。その後、リジッドプリント配線基板３のＣｕパターン４の形成されていない端部、Ｃｕパターン４のランド４ａ部分、及びランド４ａ間を除いて、ソルダーレジスト６を形成し、Ｃｕパターン４をソルダーレジスト６によって被覆する。さらに、Ｃｕパターン４のランド４ａ部分には、はんだレベラー８が形成される。
【００２５】
そして、フレキシブルプリント配線基板１に、リジッドプリント配線基板３上のＣｕパターン４に対応するように、Ｃｕパターン２を形成する。そして、Ｃｕパターン２のランド２ａ部分，ランド２ａ間及びＣｕパターン２の一部の配線間を除いて、ソルダーレジスト５を形成する。その後、Ｃｕパターン２のランド２ａ上にはんだメッキ７を施す。
【００２６】
このようにして形成されたフレキシブルプリント配線基板１をリジッドプリント配線基板３に対して位置合わせして重ねる。このとき、フレキシブルプリント配線基板１の端面とソルダーレジスト６の端面との間に所定の間隙が設けられるように、両基板１，３が位置合わせされる。このため、その間隙からリジッドプリント配線基板３のＣｕパターン４の一部が露出することになる。
【００２７】
次に、リジッドプリント配線基板３とフレキシブルプリント配線基板１とを重ねた接続箇所を熱圧着ツール９によって加圧しつつ、加熱する。熱圧ツール９は、ＳＵＳ板１０を介してフレキシブルプリント配線基板１に当接される。ＳＵＳ板１０は、熱圧着ツール９からの熱及び加圧力をフレキシブルプリント配線基板１とリジッドプリント配線基板３との接続箇所に伝達する。さらに、ＳＵＳ板１０は、フレキシブルプリント配線基板１の延在方向側に傾斜部１０ａを有しており、この傾斜部１０ａによって、伝熱性に優れる金属（例えば、銅）からなる放熱板１１を、熱圧着ツール９のフレキシブルプリント配線基板１の延在方向側に位置決めし、保持する機能を有する。
【００２８】
フレキシブルプリント配線基板１を構成する＠ＰＥＥＫのガラス転移温度は、１５０℃〜２３０℃であり、熱圧着ツール９は、接続箇所が、はんだ７，８の溶融温度以上でかつ＠ＰＥＥＫのガラス転移温度以上の温度となるように加熱を行いつつ、当該接続箇所に圧力を加える。例えば、加熱温度は２４０℃〜５７０℃であり、５秒〜１５秒間加熱及び加圧を継続する。なお、本例では、パルスヒート方式の熱圧着ツール９を用いている。
【００２９】
ここで、熱圧着ツール９について説明する。
【００３０】
図１に示すように、熱圧着ツール９のフレキシブルプリント配線基板１先端側の端部が、Ｒ状に形成されている。これにより、熱圧着ツール９がフレキシブルプリント配線基板１に圧力を付与する際、フレキシブルプリント配線基板１に形成されたＣｕパターン２のランド２ａの先端部よりも中央部分に対応する部位に大きな圧力が付与される。なお、このとき、ＳＵＳ１２はその厚さが薄いため、熱圧着ツール９の形状に沿って変形する。
【００３１】
このため、フレキシブルプリント配線基板１とリジッドプリント配線基板３との接続時に、フレキシブルプリント配線基板１の端部へ付与される圧力は小さくなるので、より大きな圧力が付与される中央部から余剰はんだがＣｕパターンに沿って流動した場合に、フレキシブルプリント配線基板１の端部はその流動してきた余剰はんだによって上方に押し上げられる。このようにして、フレキシブルプリント配線基板１の端部側に、余剰はんだの逃げスペースを設けることができるので、隣接する配線間でのはんだブリッジの発生を抑制することができる。なお、この余剰はんだの逃げスペースは、両基板１，３の接着後に、絶縁樹脂等で封止される。
【００３２】
熱圧着ツール９による熱圧着により、はんだ７，８を溶融させてＣｕパターン２，４のランド２ａ，４ａ間の接続を行いながら、フレキシブルプリント配線基板１を構成する＠ＰＥＥＫを軟化変形させ、リジッドプリント配線基板３の接続箇所表面に密着させる。
【００３３】
本実施形態では、熱圧着ツール９によってフレキシブルプリント配線基板１を構成する＠ＰＥＥＫを軟化変形させる際、熱圧着ツール９のフレキシブルプリント配線基板１の延在方向側全体を放熱板１１によって冷却している。このため、熱圧着ツール９のフレキシブルプリント配線基板１の延在方向側における熱可塑性樹脂の過度の変形を抑制できる。
【００３４】
この理由について図２（ａ），（ｂ）、（ｃ）に基づいて説明する。なお、図２（ｂ）は、両基板１，３を接続した際の図２（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面図であり、及び図２（ｃ）は、両基板１，３を接続した際の図２（ａ）のｃ−ｃ線に沿った断面図である。
【００３５】
図２（ａ）に示すように、熱圧着ツール９のフレキシブルプリント配線基板１の延在方向側全体を放熱板１１によって冷却しているので、放熱板１１の冷却範囲の樹脂が流動し難くなる。このため、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、熱圧着ツール９の当接部位においてもフレキシブルプリント配線基板１の厚さが過度に薄くなることがなく、また、熱圧着ツール９の当接部位の、フレキシブルプリント配線基板１の延在方向側の境界付近に樹脂溜まりが発生することを抑制できる。従って、フレキシブルプリント配線基板１の厚さは、熱圧着ツール９の当接部位からフレキシブルプリント配線基板１の延在方向に向かって徐々に増加するようになる。このため、フレキシブルプリント配線基板１に外力が加わった場合でも、フレキシブルプリント配線基板１の厚さが薄い部分に曲げ応力が集中することを防止できるため、フレキシブルプリント配線基板１の曲げ耐性を向上できる。
【００３６】
また、本実施形態では、ソルダーレジスト５がフレキシブルプリント配線基板１の長手方向に延びるＣｕパターン２を被覆する一方で、一部の隣接する配線間においてフレキシブルプリント配線基板１の表面が露出するように形成される。配線間のフレキシブルプリント配線基板１の厚さは、両基板１，３の接着後において、Ｃｕパターン２及びソルダーレジスト５が形成されない分だけ厚くなる。その膜厚の厚い部分がリジッドプリント配線基板３の表面に密着して、両基板１，３が接続されると、曲げ応力の加わる部位が、フレキシブルプリント配線基板１の厚さが薄くなる傾向にあるランド２ａ，４ａ付近から、フレキシブルプリント配線基板の延在方向へ移動する。そして、図３に示すように、フレキシブルプリント配線基板１に曲げ応力が加わる部位に基板厚さの厚い部分を設けることができるので、さらにフレキシブルプリント配線基板１の曲げ耐性を向上することができる。
【００３７】
なお、放熱板１１を設けてはいるが、図２（ａ）に示す熱圧着ツール９の押圧範囲に対して、熱圧着ツール９からの伝熱等により、フレキシブルプリント配線基板１がリジッドプリント配線基板３に接着される範囲は拡大される。このため、実際に曲げ応力が集中して加えられる箇所は、図３に記載のようにフレキシブルプリント配線基板１の厚さが厚い部分となる。
【００３８】
リジッドプリント配線基板３上のＣｕパターン４は、基板先端部から所定距離離れた位置において終端するように形成されているので、リジッドプリント配線基板３において、配線間において露出されるフレキシブルプリント配線基板１の表面と密着される領域を十分に確保することができる。
【００３９】
なお、上記実施形態では、放熱板１１を用いて、フレキシブルプリント配線基板１を冷却した。放熱板１１を用いる場合、＠ＰＥＥＫを冷却して＠ＰＥＥＫの流動を抑制する効果に加え、その放熱板１１をＳＵＳ板１０の傾斜部１０ａに沿わせて所定の高さに保持すれば、樹脂溜まりの発生を確実に防止することができ、さらに熱圧着ツール９とともにフレキシブルプリント配線基板１に対して押圧すると、樹脂溜まりの発生の防止に加えて、フレキシブルプリント配線基板１の接着範囲をより確実に拡大することができるので好ましい。ただし、熱圧着ツール９のフレキシブルプリント配線基板１の延在方向側全体を冷却するために、必ずしも放熱板を用いる必要はなく、例えば、冷風を当てる等の手段によって冷却しても良い。
【００４０】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００４１】
第２の実施の形態によるリジッドプリント配線基板３とフレキシブルプリント配線基板１の接続方法は、第１の実施の形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。
【００４２】
第２の実施の形態において、第１の実施形態と異なる点は、熱圧着ツール１９の形状にある。すなわち、本実施形態の熱圧着ツール１９は、熱圧着ツール１９のフレキシブルプリント配線基板１を押圧する押圧面の、第１のプリント配線基板１の延在方向側を凹凸形状を有するように形成した。なお、本実施形態では、ＳＵＳ板１０および放熱板１１は使用されない。
【００４３】
図４に示すように、第１の実施形態と同様の工程によってリジッドプリント配線基板３及びフレキシブルプリント配線基板１上に、Ｃｕパターン、ソルダーレジスト、はんだメッキ等を形成した後、両基板１，３を位置合わせして重ね、上述した熱圧着ツール１９を用いて、両基板１，３を接着する。
【００４４】
本実施形態の熱圧着ツール１９は、図５に示すように、その押圧面の一辺が凹凸形状を有している。このため、図６（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、凸形状部分１９ａではフレキシブルプリント配線基板１の基板厚さが薄くなり、凹形状部分１９ｂでは熱圧着ツール１９の加熱及び加圧により押し出された樹脂が滞留し、基板厚さが厚くなる。この結果、フレキシブルプリント配線基板１の延在方向と交差する方向、すなわち曲げ応力集中箇所に、フレキシブルプリント配線基板１の厚さが厚い部分と薄い部分とが形成されることになる。従って、そのフレキシブルプリント配線基板１の厚さの厚い部分により、フレキシブルプリント配線基板１の曲げ耐性を向上することができる。
【００４５】
そして、第１の実施形態と同様に、ソルダーレジスト５が一部の隣接する配線間においてフレキシブルプリント配線基板１の表面が露出するように形成されるので、その配線間のフレキシブルプリント配線基板がリジッドプリント配線基板３の表面に密着する。この結果、曲げ応力は、確実にフレキシブルプリント配線基板１の厚さが厚い部分と薄い部分とが形成された部位に加わるようにできる。
【００４６】
また、本実施形態では、フレキシブルプリント配線基板１の延在方向側に形成される熱圧着ツール１９の押圧面の凸部は、図６（ａ）に示されるように、配線間において露出されるフレキシブルプリント配線基板１表面に対応して設けられる。配線間においては、配線及びソルダーレジストが形成されない分だけ、フレキシブルプリント配線基板１の厚さを厚く形成することができる。従って、熱圧着ツール１９の押圧面の凸部１９ａを配線間において露出されるフレキシブルプリント配線基板１の表面に対応して設けることにより、フレキシブルプリント配線基板１の厚さを薄く形成する部分の基板厚さも十分に確保することができ、フレキシブルプリント配線基板１の曲げ耐性をより向上することができる。
【００４７】
さらに、本実施形態においても、リジッドプリント配線基板３上のＣｕパターン４は、基板先端部から所定距離離れた位置において終端するように形成されているので、リジッドプリント配線基板３において、配線間において露出されるフレキシブルプリント配線基板１の表面と密着される領域を十分に確保することができる。
【００４８】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態のみに限定されず、種々変更して実施することができる。
【００４９】
例えば、上述の実施形態では、リジッドプリント配線基板とフレキシブルプリント配線基板との電気的接続において、フレキシブルプリント配線基板の基板材料の熱可塑性特性を利用して、端子間の半田による接続と同時に両基板の接着を同時に行うようにした。しかし、第１のプリント配線基板と第２のプリント配線基板との接続において、両方とも熱可塑性樹脂を用いたフレキシブルプリント配線基板であっても良い。
【００５０】
また、リジッドプリント配線基板を用いる場合には、その絶縁基板として、樹脂基板以外にもセラミック基板やメタルベース基板を用いても良い。
【００５１】
また、フレキシブルプリント配線基板の絶縁樹脂材料としては、上述の＠ＰＥＥＫ以外にも、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）もしくはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を単独で使用することも可能である。さらに、フレキシブルプリント配線基板の絶縁樹脂材料として、液晶ポリマー、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いても良い。あるいは、フレキシブルプリント配線基板の絶縁基板として、ポリイミド基板に、ＰＥＥＫ，ＰＥＩ，ＰＥＮ，ＰＥＴの少なくともいずれかの熱可塑性樹脂材料からなる層を積層した構造のものを使用しても良い。なお、積層時には、例えば接着剤を用いてポリイミド基板と熱可塑性樹脂材料からなる層をと接着することができる。ポリイミド基板は熱膨張係数が１５〜２０ｐｐｍ程度で、配線として利用されることが多い銅の熱膨張係数と近いため（１７〜２０ｐｐｍ）、剥がれやフレキシブルプリント配線基板の反り等の発生を防止することができる。
【００５２】
また、導体パターンにおけるランドの形状は、角ランド、丸ランド、異形ランドのいずれでも良い。
【００５３】
さらに、上述した第１及び第２実施形態において、Ｃｕパターン２を保護するためにソルダーレジスト５を設けていたが、Ｃｕパターン２の絶縁性において問題がなければ省略しても良い。また、ソルダーレジスト５は、両基板１，３の接続箇所において配線間のフレキシブルプリント配線基板１の表面が露出されるように、Ｃｕパターン２を被覆しつつ、接続箇所よりもフレキシブルプリント配線基板１の延在方向側は、その全面にレジストパターン５が設けられていても良い。さらに、フレキシブルプリント配線基板１のソルダーレジスト５に代えて、前述した熱可塑性材料からなるカバーレイによってＣｕパターン２を被覆しても良い。この場合には、ランド２ａ及びランド２ａ間を除く領域をカバーレイで覆うように、すなわち図８（ａ）に示すソルダーレジスト５２の形成範囲と同じ範囲にカバーレイを形成すれば良い。
【００５４】
変性エポキシ樹脂を主成分とするソルダーレジストは、リジッドプリント配線基板３の基板材料であるエポキシ樹脂やその基板上に形成された同成分のソルダーレジスト６との接合強度は十分ではない。しかしながら、フレキシブルプリント配線基板１のＣｕパターン２を前述した熱可塑性材料（＠ＰＥＥＫ，ＰＥＥＫ，ＰＥＩ，ＰＥＮ，ＰＥＴ等）からなるカバーレイで被覆すれば、このカバーレイがリジッドプリント配線基板３の基板材料であるエポキシ樹脂と強固に密着し、両配線基板１，３の接合強度を大幅に向上することができる。
【００５５】
また、上述の第１及び第２の実施形態では、フレキシブルプリント配線基板とリジッドプリント配線基板とはその端部同士が重なり、基板同士は互いに逆方向に延びる態様に接続されたが、両基板が同方向に延びる向きで両基板の端部同士を接続しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態における接続部分を示す断面図である。
【図２】図２（ａ）はフレキシブルプリント配線基板の平面図、図２（ｂ）は、両基板１，３を接続した際の図２（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面図、及び図２（ｃ）は、両基板１，３を接続した際の図２（ａ）のｃ−ｃ線に沿った断面図である。
【図３】両基板の接続後の状態を示す断面図である。
【図４】第２の実施形態における接続部分を示す断面図である。
【図５】第２の実施形態において使用される熱圧着ツールを示す斜視図である。
【図６】図６（ａ）はフレキシブルプリント配線基板の平面図、図６（ｂ）は、両基板１，３を接続した際の図６（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面図、及び図６（ｃ）は、両基板１，３を接続した際の図６（ａ）のｃ−ｃ線に沿った断面図である。
【図７】従来技術における、接続部分を示す断面図である。
【図８】図８（ａ）は従来のフレキシブルプリント配線基板の平面図、図８（ｂ）は、両基板５０，５５を接続した際の図８（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面図、及び図８（ｃ）は、両基板５０，５５を接続した際の図８（ａ）のｃ−ｃ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
１…フレキシブルプリント配線基板、
２…Ｃｕパターン、
３…リジッドプリント配線基板、
４…Ｃｕパターン、
５…ソルダーレジスト，
６…ソルダーレジスト、
９…熱圧着ツール[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for connecting printed wiring boards.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method for connecting a flexible printed wiring board (FPC) made of a thermoplastic resin and a mother board, for example, a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-111209 is known. According to this connection method, first, as shown in FIG. 7, the connection terminal portions of the conductor pattern 51 formed on the FPC 50 and the conductor pattern 56 formed on the mother substrate 55 are overlapped via the solder paste 54. At this time, the solder resists 52 and 57 may or may not be formed so as to cover the conductor patterns 51 and 56 of the respective substrates.
[0003]
And it heats more than the glass transition point of the thermoplastic resin which comprises FPC50 with the thermocompression-bonding tool 60 with respect to the connection location of both board | substrates, and a pressure is applied. As a result, the conductor patterns 51 and 56 are electrically connected to each other through the solder, and the thermoplastic resin is softened and closely adhered to the mother board, so that both the boards 50 and 55 are connected.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above connection method, as shown in FIGS. 8A, 8B, and 8C, the pressing range of the thermocompression bonding tool 60 and the FPC 50 in the vicinity thereof are extremely deformed. 8A is a plan view of the FPC 50 in FIG. 7 as viewed from below, and FIG. 8B is a line bb in FIG. 8A when both substrates 50 and 55 are connected. FIG. 8C and FIG. 8C are cross-sectional views taken along the line cc of FIG. 8A when the substrates 50 and 55 are connected.
[0005]
The thickness of the FPC 50 is reduced at the connection portion of both substrates pressed by the thermocompression bonding tool 60, and the resin pool 58 is generated by the resin extruded by the thermocompression bonding tool 60 in the vicinity of the periphery, so that the thickness of the FPC 50 is reduced. Become thicker. As a result, when an external force is repeatedly applied to the FPC 50, the thick part of the FPC is difficult to bend. Therefore, bending stress is concentrated on the thin part in the vicinity where the thickness changes, and the wire breaks. Will occur.
[0006]
The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a printed wiring board connection method capable of improving the bending resistance of an FPC.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  The method for connecting a printed wiring board according to claim 1 includes a step of forming a conductor pattern including lands as connection terminals on a first printed wiring board using a thermoplastic resin as an insulating substrate material;
  Forming a conductor pattern including lands as connection terminals on a second printed wiring board connected to the first printed wiring board;When,
  Applying solder to at least one of the land of the conductor pattern of the first printed wiring board and the land of the second printed wiring board;
  Arranged so that the land of the conductor pattern of the first printed wiring board and the land of the conductor pattern of the second printed wiring board overlap with each other, with respect to the connection location of the first and second printed circuit boards, The second printed circuit board and the land of the conductor pattern of the first printed wiring board are heated by a thermocompression bonding tool and heated to a temperature higher than the glass transition temperature of the thermoplastic resin constituting the first printed wiring board. Electrically connecting the lands of the conductor pattern of the wiring board via solder, softening and deforming a thermoplastic resin constituting the first printed wiring board, and closely contacting the second printed wiring board; WithIn the connection method of the printed wiring board,
  When the thermoplastic resin is softened and deformed by the thermocompression tool,The thermocompression bonding tool is brought into contact with the first printed wiring board via a SUS plate, and the SUS plate is provided with a heat radiating plate on the extending direction side of the first printed wiring board.By cooling the whole extending direction side of the first printed wiring board, the thickness of the first printed wiring board is changed from the contact portion of the thermocompression bonding tool to the extending direction of the first printed wiring board. It is characterized by being gradually changed.
[0008]
  In this way, when softening and deforming a thermoplastic resin with a thermocompression bonding tool,The SUS plate is brought into contact with the first printed wiring board through the SUS plate, and the SUS plate is provided with a heat radiating plate on the extending direction side of the first printed wiring board.Since the whole extending direction side of the first printed wiring board of the thermocompression bonding tool is cooled, excessive deformation of the thermoplastic resin on the extending direction side of the first printed wiring board of the thermocompression bonding tool can be suppressed. As a result, the thickness of the first printed wiring board does not become excessively thin even at the contact portion of the thermocompression bonding tool, and the first printed wiring board extends at the contact portion of the thermocompression bonding tool. It is possible to suppress the occurrence of a resin pool near the direction side boundary. Therefore, the thickness of the first printed board gradually changes (increases) from the contact portion of the thermocompression bonding tool toward the extending direction of the first printed wiring board. For this reason, even when an external force is applied to the first printed wiring board, it is possible to prevent bending stress from being concentrated on a portion where the thickness of the printed wiring board is thin. Therefore, the first printed wiring board which is a flexible printed wiring board Can improve the bending resistance.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, the method further comprises a step of forming a protective film on the conductor pattern excluding the land of the first printed wiring board, the conductor pattern having a plurality of conductor wires, The protective film is formed in parallel along the extending direction of the first printed wiring board, and the protective film covers the conductor lines and exposes the surface of the first printed wiring board between at least a part of the conductor lines at the connection locations. It is preferable to be formed as follows. After bonding the two substrates, the thickness of the first printed wiring board between the conductor lines is increased by the amount that the conductor pattern and the protective film are not formed. When the thick part is in close contact with the surface of the second printed circuit board and the two boards are connected, the portion where the bending stress is applied is near the land where the thickness of the first printed circuit board tends to decrease. To the extending direction of the first printed wiring board. And since the part with thick board | substrate thickness can be provided in the site | part to which bending stress is added with respect to the 1st printed wiring board, the bending tolerance of the 1st printed wiring board can be improved further.
[0010]
The conductor pattern on the second printed circuit board is formed so that the conductor pattern terminates at a position away from the front end of the substrate by a predetermined distance, and the conductor pattern is not formed. It is preferable that the tip portion is in close contact with the surface of the first printed wiring board exposed between the conductor wires. If comprised in this way, while being able to take sufficient adhesion area between the 1st and 2nd printed wiring boards, a bending stress can be reliably received in the part with thick board | substrate thickness.
[0011]
  As claimed in claim 4,The end of the first printed circuit board tip side of the thermocompression bonding tool is formed into an R shape, and when the thermocompression bonding tool applies pressure to the first printed circuit board, it corresponds to the central portion rather than the first printed circuit board front end side. If a large pressure is applied to the part, a space for excess solder can be provided.
[0012]
  Moreover, the connection method of the printed wiring board of Claim 5 isAn inclined portion is provided on the extending direction side of the first printed wiring board of the SUS plate interposed between the thermoplastic resin and the thermocompression bonding tool, and the heat sink is held at a predetermined height along the inclined portion. Configure. Thereby, generation | occurrence | production of a resin pool can be prevented reliably.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
Hereinafter, a method of connecting the first printed wiring board and the second printed wiring board in the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
In FIG. 1, the flexible printed wiring board 1 which is the first printed wiring board is composed of 65 to 35% by weight of polyetheretherketone (PEEK) resin and 35 to 65% of polyetherimide (PEI) resin. A thermoplastic resin (@PEEK) containing% by weight is used. This thermoplastic resin is softened at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature, and its elastic modulus is lowered.
[0019]
A Cu pattern 2 that is a conductor pattern is formed on the flexible printed wiring board 1, and a land 2 a as a connection terminal is formed at an end of the Cu pattern 2. FIG. 2A is a plan view of the flexible printed wiring board 1 when viewed from below in FIG. As shown in FIG. 2A, the Cu pattern 2 has a plurality of wires extending in parallel with the longitudinal direction (extending direction) of the flexible printed wiring board 1, and each end portion of the plurality of wires is a land. It functions as 2a.
[0020]
Except for the land 2a, the Cu pattern 2 is covered with a solder resist 5 as a protective film. The solder resist 5 is configured by, for example, using a modified epoxy resin as a main component and further adding a filler, an organic solvent, a curing agent, and the like. Further, the solder resist 5 is formed so as to cover the Cu pattern 2 and to expose the surface of the flexible printed wiring board 1 between some of the Cu patterns 2.
[0021]
On the other hand, the rigid printed wiring board 3 as the second printed wiring board can use, for example, a glass cloth base epoxy resin as its insulating substrate material. A Cu pattern 4 as a conductor pattern is also formed on the upper surface of the rigid printed wiring board 3. The Cu pattern 4 has a plurality of wirings corresponding to the plurality of wirings of the Cu pattern 2 of the flexible printed wiring board 1. The Cu pattern 4 has a pattern that terminates at a position away from the end of the rigid printed wiring board 3 by a predetermined distance, and the end functions as a land 4a. Except for the land 4a, the Cu pattern 4 is covered with a solder resist 6 as a protective film.
[0022]
A solder plating 7 is applied to the land 2a, and a solder leveler 8 is formed on the land 4a. By connecting the land 2 a and the land 4 a via the solder plating 7 and the solder leveler 8, the Cu pattern 2 and the Cu pattern 4 are electrically connected. In addition, the solder should just be formed in at least one of the land 2a and the land 4a, and the formation method is also arbitrary. In this example, tin-lead eutectic solder is used as the solder, and its melting point (melting temperature) is 183 ° C.
[0023]
Next, each process for connecting the flexible printed wiring board 1 which is the first printed wiring board and the rigid printed wiring board 3 which is the second printed wiring board will be described.
[0024]
First, the Cu pattern 4 is formed on the rigid printed wiring board 3. At this time, the Cu pattern 4 is not formed at the front end portion of the connection surface of the rigid printed wiring board 3, and the glass epoxy resin is exposed at the front end portion of the rigid printed wiring board 3. Thereafter, the solder resist 6 is formed except for the end of the rigid printed wiring board 3 where the Cu pattern 4 is not formed, the land 4a portion of the Cu pattern 4 and the land 4a, and the Cu pattern 4 is formed by the solder resist 6. Cover. Further, a solder leveler 8 is formed on the land 4 a portion of the Cu pattern 4.
[0025]
Then, the Cu pattern 2 is formed on the flexible printed wiring board 1 so as to correspond to the Cu pattern 4 on the rigid printed wiring board 3. Then, the solder resist 5 is formed except for the lands 2a portion of the Cu pattern 2, between the lands 2a, and between some wirings of the Cu pattern 2. Thereafter, solder plating 7 is applied on the lands 2 a of the Cu pattern 2.
[0026]
The flexible printed wiring board 1 formed in this way is aligned and overlapped with the rigid printed wiring board 3. At this time, both the boards 1 and 3 are aligned so that a predetermined gap is provided between the end face of the flexible printed wiring board 1 and the end face of the solder resist 6. For this reason, a part of the Cu pattern 4 of the rigid printed wiring board 3 is exposed from the gap.
[0027]
Next, the connecting portion where the rigid printed wiring board 3 and the flexible printed wiring board 1 are overlapped is heated while being pressed by the thermocompression bonding tool 9. The hot pressing tool 9 is brought into contact with the flexible printed wiring board 1 via the SUS board 10. The SUS board 10 transmits heat and pressure from the thermocompression bonding tool 9 to a connection portion between the flexible printed wiring board 1 and the rigid printed wiring board 3. Furthermore, the SUS board 10 has an inclined portion 10a on the extending direction side of the flexible printed wiring board 1, and the inclined portion 10a allows the heat sink 11 made of metal (for example, copper) having excellent heat conductivity to be The thermocompression bonding tool 9 has a function of positioning and holding on the extending direction side of the flexible printed circuit board 1.
[0028]
The glass transition temperature of @PEEK constituting the flexible printed circuit board 1 is 150 ° C. to 230 ° C., and the thermocompression bonding tool 9 has a connecting portion that is higher than the melting temperature of the solders 7 and 8 and the glass transition temperature of @PEEK. A pressure is applied to the connection part while heating to the above temperature. For example, the heating temperature is 240 ° C. to 570 ° C., and heating and pressurization are continued for 5 to 15 seconds. In this example, a pulse heat type thermocompression bonding tool 9 is used.
[0029]
Here, the thermocompression bonding tool 9 will be described.
[0030]
As shown in FIG. 1, the end portion of the front side of the flexible printed wiring board 1 of the thermocompression bonding tool 9 is formed in an R shape. Thereby, when the thermocompression bonding tool 9 applies pressure to the flexible printed wiring board 1, a larger pressure is applied to a portion corresponding to the central portion than the tip portion of the land 2 a of the Cu pattern 2 formed on the flexible printed wiring board 1. Is granted. At this time, since SUS12 is thin, it deforms along the shape of the thermocompression bonding tool 9.
[0031]
For this reason, when the flexible printed wiring board 1 and the rigid printed wiring board 3 are connected, the pressure applied to the end of the flexible printed wiring board 1 is reduced, so that excess solder is applied from the central portion to which a larger pressure is applied. When flowing along the Cu pattern, the end portion of the flexible printed wiring board 1 is pushed upward by the flowing excess solder. Thus, since the escape space for the excess solder can be provided on the end side of the flexible printed wiring board 1, the occurrence of solder bridges between adjacent wirings can be suppressed. The excess solder escape space is sealed with an insulating resin or the like after the substrates 1 and 3 are bonded.
[0032]
The thermo-compression-bonding tool 9 melts the solder 7 and 8 and connects the lands 2a and 4a of the Cu patterns 2 and 4 while softening and deforming the @PEEK constituting the flexible printed circuit board 1 to make it rigid. The printed wiring board 3 is brought into close contact with the connection portion surface.
[0033]
In this embodiment, when @PEEK constituting the flexible printed wiring board 1 is softened and deformed by the thermocompression bonding tool 9, the extending direction side of the flexible printed wiring board 1 of the thermocompression bonding tool 9 is cooled by the heat radiating plate 11. Yes. For this reason, the excessive deformation | transformation of the thermoplastic resin in the extension direction side of the flexible printed wiring board 1 of the thermocompression-bonding tool 9 can be suppressed.
[0034]
The reason for this will be described with reference to FIGS. 2 (a), 2 (b), and 2 (c). 2B is a cross-sectional view taken along line bb in FIG. 2A when both substrates 1 and 3 are connected, and FIG. It is sectional drawing along the cc line | wire of Fig.2 (a) when connecting.
[0035]
As shown in FIG. 2A, since the entire extending direction side of the flexible printed wiring board 1 of the thermocompression bonding tool 9 is cooled by the heat radiating plate 11, the resin in the cooling range of the heat radiating plate 11 hardly flows. . Therefore, as shown in FIGS. 2B and 2C, the thickness of the flexible printed wiring board 1 is not excessively reduced even at the contact portion of the thermocompression bonding tool 9, and the thermocompression bonding tool 9 It is possible to suppress the occurrence of a resin pool in the vicinity of the boundary on the extending direction side of the flexible printed wiring board 1 at the contact portion. Therefore, the thickness of the flexible printed wiring board 1 gradually increases from the contact portion of the thermocompression bonding tool 9 in the extending direction of the flexible printed wiring board 1. For this reason, even when an external force is applied to the flexible printed wiring board 1, it is possible to prevent bending stress from concentrating on the thin portion of the flexible printed wiring board 1, so that the bending resistance of the flexible printed wiring board 1 can be improved. .
[0036]
In the present embodiment, the solder resist 5 covers the Cu pattern 2 extending in the longitudinal direction of the flexible printed wiring board 1, while the surface of the flexible printed wiring board 1 is exposed between some adjacent wirings. It is formed. The thickness of the flexible printed circuit board 1 between the wirings is increased by the amount that the Cu pattern 2 and the solder resist 5 are not formed after the two substrates 1 and 3 are bonded. When the thick part is in close contact with the surface of the rigid printed wiring board 3 and both the boards 1 and 3 are connected, the portion where the bending stress is applied tends to reduce the thickness of the flexible printed wiring board 1. It moves from the vicinity of a certain land 2a, 4a in the extending direction of the flexible printed circuit board. As shown in FIG. 3, since the thick printed circuit board 1 can be provided at a portion where bending stress is applied to the flexible printed wiring board 1, the bending resistance of the flexible printed wiring board 1 can be further improved.
[0037]
Although the heat radiating plate 11 is provided, the flexible printed wiring board 1 is rigidly printed by heat transfer from the thermocompression bonding tool 9 with respect to the pressing range of the thermocompression bonding tool 9 shown in FIG. The range bonded to the substrate 3 is expanded. For this reason, the location where the bending stress is actually concentrated is a portion where the thickness of the flexible printed wiring board 1 is thick as shown in FIG.
[0038]
Since the Cu pattern 4 on the rigid printed wiring board 3 is formed so as to terminate at a position away from the front end of the board by a predetermined distance, the flexible printed wiring board 1 exposed between the wirings in the rigid printed wiring board 3. It is possible to ensure a sufficient area to be in close contact with the surface.
[0039]
In the above embodiment, the flexible printed wiring board 1 is cooled using the heat sink 11. When the heat sink 11 is used, in addition to the effect of cooling @PEEK to suppress the flow of @PEEK, if the heat sink 11 is held at a predetermined height along the inclined portion 10a of the SUS plate 10, the resin It is possible to surely prevent the occurrence of accumulation, and further pressing the flexible printed wiring board 1 together with the thermocompression bonding tool 9 ensures the adhesion range of the flexible printed wiring board 1 in addition to preventing the occurrence of resin accumulation. It is preferable because it can be enlarged. However, in order to cool the whole extending direction side of the flexible printed wiring board 1 of the thermocompression bonding tool 9, it is not always necessary to use a heat sink, and for example, it may be cooled by means such as applying cold air.
[0040]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0041]
Since the connection method between the rigid printed wiring board 3 and the flexible printed wiring board 1 according to the second embodiment is often the same as that according to the first embodiment, a detailed description of the common parts will be omitted below. Focus on the differences.
[0042]
The second embodiment is different from the first embodiment in the shape of the thermocompression bonding tool 19. That is, the thermocompression bonding tool 19 of the present embodiment is formed so that the extending direction side of the first printed wiring board 1 of the pressing surface of the thermocompression bonding tool 19 that presses the flexible printed wiring board 1 has an uneven shape. . In the present embodiment, the SUS plate 10 and the heat sink 11 are not used.
[0043]
As shown in FIG. 4, after a Cu pattern, solder resist, solder plating, etc. are formed on the rigid printed wiring board 3 and the flexible printed wiring board 1 by the same process as in the first embodiment, both the boards 1, 3 are formed. Are aligned and overlapped, and the substrates 1 and 3 are bonded using the thermocompression bonding tool 19 described above.
[0044]
As shown in FIG. 5, the thermocompression bonding tool 19 of the present embodiment has an uneven shape on one side of the pressing surface. For this reason, as shown in FIGS. 6A, 6B, and 6C, the thickness of the flexible printed wiring board 1 is reduced at the convex portion 19a, and the thermocompression bonding tool 19 is heated at the concave portion 19b. And the resin extruded by pressurization retains, and the substrate thickness increases. As a result, a thick portion and a thin portion of the flexible printed wiring board 1 are formed in a direction intersecting with the extending direction of the flexible printed wiring board 1, that is, in a bending stress concentration portion. Therefore, the bending resistance of the flexible printed wiring board 1 can be improved by the thick portion of the flexible printed wiring board 1.
[0045]
As in the first embodiment, since the solder resist 5 is formed so that the surface of the flexible printed wiring board 1 is exposed between some adjacent wirings, the flexible printed wiring board between the wirings is rigid. It adheres to the surface of the printed wiring board 3. As a result, the bending stress can be surely applied to the portion where the thick portion and the thin portion of the flexible printed wiring board 1 are formed.
[0046]
Moreover, in this embodiment, the convex part of the pressing surface of the thermocompression bonding tool 19 formed on the extending direction side of the flexible printed wiring board 1 is exposed between the wirings as shown in FIG. It is provided corresponding to the surface of the flexible printed wiring board 1. Between the wirings, the flexible printed wiring board 1 can be formed thick so that wiring and solder resist are not formed. Therefore, by providing the convex portion 19a of the pressing surface of the thermocompression bonding tool 19 corresponding to the surface of the flexible printed wiring board 1 exposed between the wirings, a portion of the board where the thickness of the flexible printed wiring board 1 is formed thin. The thickness can be sufficiently secured, and the bending resistance of the flexible printed wiring board 1 can be further improved.
[0047]
Further, also in this embodiment, the Cu pattern 4 on the rigid printed wiring board 3 is formed so as to terminate at a position away from the front end of the board by a predetermined distance. It is possible to secure a sufficient area to be in close contact with the exposed surface of the flexible printed wiring board 1.
[0048]
As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited only to the above-mentioned embodiment, It can implement in various changes.
[0049]
For example, in the above-described embodiment, in the electrical connection between the rigid printed circuit board and the flexible printed circuit board, both substrates are simultaneously connected by soldering between terminals using the thermoplastic properties of the substrate material of the flexible printed circuit board. Were adhered at the same time. However, in connection between the first printed wiring board and the second printed wiring board, both may be flexible printed wiring boards using a thermoplastic resin.
[0050]
When using a rigid printed circuit board, a ceramic substrate or a metal base substrate may be used as the insulating substrate in addition to the resin substrate.
[0051]
Further, as the insulating resin material for the flexible printed circuit board, polyetherimide (PEI) or polyetheretherketone (PEEK) can be used alone in addition to the above-mentioned @PEEK. Furthermore, a liquid crystal polymer, polyethylene naphthalate (PEN), or polyethylene terephthalate (PET) may be used as an insulating resin material for the flexible printed circuit board. Or you may use the thing of the structure which laminated | stacked the layer which consists of at least any one of PEEK, PEI, PEN, and PET on a polyimide substrate as an insulating substrate of a flexible printed wiring board. In addition, at the time of lamination | stacking, the layer which consists of a polyimide substrate and a thermoplastic resin material can be adhere | attached, for example using an adhesive agent. The polyimide substrate has a thermal expansion coefficient of about 15-20 ppm, which is close to the thermal expansion coefficient of copper often used as wiring (17-20 ppm), and therefore prevents the occurrence of peeling or warping of the flexible printed wiring board. Can do.
[0052]
The land shape of the conductor pattern may be any of a square land, a round land, and a deformed land.
[0053]
Furthermore, in the first and second embodiments described above, the solder resist 5 is provided to protect the Cu pattern 2, but may be omitted if there is no problem in the insulation of the Cu pattern 2. Also, the solder resist 5 covers the Cu pattern 2 so that the surface of the flexible printed wiring board 1 between the wirings is exposed at the connection location of both substrates 1 and 3, and the flexible printed wiring board 1 is more than the connection location. The resist pattern 5 may be provided on the entire surface in the extending direction side. Further, instead of the solder resist 5 of the flexible printed wiring board 1, the Cu pattern 2 may be covered with a coverlay made of the thermoplastic material described above. In this case, the coverlay may be formed so as to cover the area excluding the land 2a and the land 2a with the coverlay, that is, in the same range as the formation range of the solder resist 52 shown in FIG.
[0054]
The solder resist having the modified epoxy resin as a main component does not have sufficient bonding strength with the epoxy resin that is the substrate material of the rigid printed wiring board 3 and the solder resist 6 of the same component formed on the substrate. However, if the Cu pattern 2 of the flexible printed circuit board 1 is covered with a cover lay made of the above-described thermoplastic material (@PEEK, PEEK, PEI, PEN, PET, etc.), this cover lay is the substrate of the rigid printed circuit board 3. It is possible to significantly improve the bonding strength between the wiring boards 1 and 3 by firmly adhering to the material epoxy resin.
[0055]
In the first and second embodiments described above, the ends of the flexible printed circuit board and the rigid printed circuit board overlap each other, and the boards are connected to each other in the opposite direction. The ends of both substrates may be connected in the direction extending in the same direction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a connection portion in a first embodiment.
2A is a plan view of a flexible printed wiring board, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line bb in FIG. 2A when both the boards 1 and 3 are connected. 2 and FIG. 2C are cross-sectional views along the line cc of FIG. 2A when the substrates 1 and 3 are connected.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state after connecting both substrates.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a connection portion in a second embodiment.
FIG. 5 is a perspective view showing a thermocompression bonding tool used in the second embodiment.
6A is a plan view of a flexible printed wiring board, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line bb in FIG. 6A when both substrates 1 and 3 are connected. FIG. 6C is a cross-sectional view taken along the line cc of FIG. 6A when the substrates 1 and 3 are connected.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a connection portion in the prior art.
8A is a plan view of a conventional flexible printed wiring board, and FIG. 8B is along the line bb in FIG. 8A when both the boards 50 and 55 are connected. Sectional drawing and FIG.8 (c) are sectional drawings along the cc line | wire of Fig.8 (a) when both the board | substrates 50 and 55 are connected.
[Explanation of symbols]
1 ... Flexible printed circuit board,
2 ... Cu pattern,
3. Rigid printed circuit board,
4 ... Cu pattern,
5 ... Solder resist,
6 ... Solder resist,
9… Thermo-compression tool

Claims

絶縁基板材料として熱可塑性樹脂を用いた第１のプリント配線基板上に、接続端子としてのランドを含む導体パターンを形成する工程と、
第１のプリント配線基板と接続される第２のプリント配線基板上に、接続端子としてのランドを含む導体パターンを形成する工程と、
前記第１のプリント配線基板の導体パターンのランドと前記第２のプリント配線基板とのランドとの少なくとも一方にはんだを塗布する工程と、
前記第１のプリント配線基板の導体パターンのランドと前記第２のプリント配線基板の導体パターンのランドとが重なるように配置して、前記第１及び第２のプリント配線基板の接続箇所に対して、熱圧着ツールによって前記第１のプリント配線基板を構成する前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上に加熱するとともに圧力を加えて、前記第１のプリント配線基板の導体パターンのランドと前記第２のプリント配線基板の導体パターンのランドとをはんだを介して電気的に接続するとともに、前記第１のプリント配線基板を構成する熱可塑性樹脂を軟化変形させ、前記第２のプリント配線基板に密着させる工程とを備えたプリント配線基板の接続方法において、
前記熱圧着ツールによって前記熱可塑性樹脂を軟化変形させる際、前記熱圧着ツールはＳＵＳ板を介して前記第１のプリント配線基板に当接されるとともに、前記ＳＵＳ板は前記第１のプリント配線基板の延在方向側に放熱板を設けることにより前記第１のプリント配線基板の延在方向側全体を冷却することによって、前記第１のプリント配線基板の厚さを、前記熱圧着ツールの当接部位から前記第１のプリント配線基板の延在方向に向かって徐変させることを特徴とするプリント配線基板の接続方法。Forming a conductor pattern including lands as connection terminals on a first printed wiring board using a thermoplastic resin as an insulating substrate material;
Forming a conductor pattern including a land as a connection terminal on a second printed wiring board connected to the first printed wiring board;
Applying solder to at least one of the land of the conductor pattern of the first printed wiring board and the land of the second printed wiring board;
Arranged so that the lands of the conductive pattern of said first printed wiring land of the conductor pattern of the substrate and the second printed wiring board is overlapped, to connection points of the first and second print wiring board Then, the thermo-compression-bonding tool is heated to a temperature higher than the glass transition temperature of the thermoplastic resin that constitutes the first printed wiring board, and pressure is applied to the land of the conductor pattern of the first printed wiring board and the second The conductor pattern land of the printed wiring board is electrically connected via solder, and the thermoplastic resin constituting the first printed wiring board is softened and deformed to be in close contact with the second printed wiring board. In a method for connecting a printed wiring board comprising a process,
When softening deforming the thermoplastic resin by the thermocompression bonding tool, the thermocompression bonding tool while being contact with the first print circuit board via a SUS plate, the SUS plate is the first printed circuit by cooling the entire extending direction side of the first printed circuit board by providing the extending direction side radiator plate of the substrate, the thickness of the first printed circuit board, those of the thermocompression bonding tool connection method of the printed wiring board, characterized in that to gradual change toward the extending direction of the first printed circuit board from the contact site.

前記第１のプリント配線基板のランドを除く前記導体パターン上に保護膜を形成する工程をさらに備え、
前記導体パターンは、複数本の導体線を有し、各導体線は、前記第１のプリント配線基板の延在方向に沿って並行に形成され、
前記保護膜は、前記導体線を覆うと共に、前記接続箇所における少なくとも１部の導体線間の前記第１のプリント配線基板表面を露出させるように形成されることを特徴とする請求項１記載のプリント配線基板の接続方法。Further comprising a step of forming a protective film lands of the first printed wiring board on the conductor pattern except,
The conductor pattern has a plurality of conductor lines, each conductor line is formed in parallel along the extending direction of the first printed wiring board,
The said protective film is formed so that the said 1st printed wiring board surface between the at least 1 part of conductor lines in the said connection location may be exposed while covering the said conductor wire. Connection method for printed wiring boards.

前記第２のプリント配線基板上の前記導体パターンは、基板先端部から所定距離離れた位置において前記導体パターンが終端するように形成されており、当該導体パターンが形成されていない基板先端部が、前記導体線間において露出される前記第１のプリント配線基板表面と密着されることを特徴とする請求項２記載のプリント配線基板の接続方法。Wherein the conductor pattern of the second print circuit board is formed as the conductive pattern from the substrate tip Te predetermined distance away smell terminated, the substrate tip the conductor pattern is not formed The printed wiring board connection method according to claim 2, wherein the first printed wiring board surface is exposed between the conductor wires.

前記熱圧着ツールの前記第１のプリント配線基板先端側の端部はＲ状に形成されており、前記熱圧着ツールが前記第１のプリント配線基板に圧力を付与する際、前記第１のプリント配線基板先端側よりも中央部分に対応する部位に大きな圧力が付与されることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載のプリント配線基板の接続方法。End of the first print circuit board front end side of the thermocompression bonding tool is formed in R shape, when the thermocompression bonding tool applies pressure to the first print circuit board, the first connection method of the printed wiring board according to any one of claims 1 to 3 than the print wiring board leading end side large pressure a portion corresponding to the central portion, characterized in that it is applied.

前記ＳＵＳ板は前記第１のプリント配線基板の延在方向側に傾斜部を有し、該傾斜部に沿わせて所定の高さに前記放熱板を保持することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載のプリント配線基板の接続方法。The SUS plate has an inclined portion on an extending direction side of the first printed wiring board, and holds the heat radiating plate at a predetermined height along the inclined portion. The printed wiring board connection method according to any one of 4.